本发明公开了一种无损的直接比特流数字(direct stream digital,DSD)音频信号的数字升频算法。整个数字升频系统包括FIR数字低通滤波模块，数字内插模块和Sigma‑Delta调制模块。输入的单比特DSD信号先经过数字低通滤波模块转换为多比特DSD信号，然后通过数字内插模块完成DSD信号的升频，最后经过Sigma‑Delta调制模块后，将多比特DSD信号重新恢复为单比特DSD信号。本发明可以无损的完成DSD信号的数字升频，从而有效降低其近端(20kHz~60kHz)噪声，并且整个算法简洁有效，实现所需的硬件成本较低，可以广泛应用于音频信号处理行业中。